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Luftkühlvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen.
Bei kleineren Verbrennungskraftmaschinen hat man bereits versucht, allein mit einer Luftkühlung auszukommen, ohne ein voll befriedigendes Ergebnis zu erzielen. Die Erfindung bietet nun ein Mittel, um eine derart ergiebige Luftkühlung zu erreichen, dass man bei kleineren und grösseren Maschinen auf Wasserkühlung verzichten, jedenfalls aber diese auf ein Minimum beschränken kann. Ganz besonders ist die Erfindung für Fahrzeugmaschinen (Automobile und Flugzeuge) geeignet.
Der Erfindung gemäss wird der Hauptwert darauf gelegt, dass die kühlende Luft an die Innenwand des hohlen Kolbens herangeführt wird, und zwar so weit, dass sie die Bodenfläche des Kolbens sowie seine Seitenwand in der Nähe der Liderung kräftig bespült. In der einfachsten Weise wird dies ermöglicht, indem in an sich bekannter Weise ein in den Zylinder ohne sonstige Führung hineinragender, nach aussen offener, hohler Kolben benutzt wird, fleur aber nicht nur seitlich aussen mit der Kurbel verbunden, sondern auch im übrigen derart im Innern frei von jedem Getriebe gehalten ist, dass die äussere Luft unmittelbar und unbehindert an die gesamte Wand der Kolbenhöhlung herantreten kann.
Ohne jedes weitere Hilfsmittel entsteht auf diese Weise eine ergiebige Kühlung des Kolbens gerade an der kritischen Stelle, weil an dieser alle Teile, die den Zutritt der Luft beeinträchtigen könnten, fortgelassen sind. Besonders wirksam wird die Kühlung dann, wenn in die Kolbenhöhlung ein feststehender, den Querschnitt der Höhlung zum Teil abschliessender Verdränger hineinragt, der die Luftbewegung beschleunigt und den Luftwechsel gerade in der Nähe der Kolbenwand begünstigt.
Im Falle einer Mehrzylindermaschine ist es zur Förderung der Luftkühlung vorteilhaft, die Zylinder hintereinander anzuoldnen. Besonders günstig ist es, bei einer solchen Maschine, deren vier Takte auf vier axial hintereinander angeordnete Zylinder verteilt sind und deren Kolben auf nur eine Kurbelwelle einwirken, die nach aussen offenen hohlen Kolben der einzelnen selbständig angeordneten Zylinder einzeln an ein einziges seitlich durchlaufendes Gestänge anzuschliessen, das auf die Kurbelwelle wirkt. Es entsteht dann durch die Hin-und Herbewegung des einzigen seitlichen Gestänges eine Luftbewegung, die den Luftwechsel in den Höhlungen der einzelnen Kolben fördert, zumal wenn in diese der angegebene Verdränger hineinragt.
Ausserdem wird die Gesamtanordnung einer solchen Vierzylindermaschine einfach, leicht zu übersehen und wenig reparaturbedürftig.
In Fig. i ist eine Einzylindermaschine mit der Einrichtung zur Luftkühlung des Kolbens unter Fortlassung aller für die Erfindung nicht wesentlichen Teile veranschaulicht ; insbesondere sind die gesamte Steuerung nebst den Ventilen für die Zuführung des Brennstoffes oder Brenngemisches und alle sonstigen Zubehörteile nicht dargestellt. b ist der hohle, nach aussen offene Kolben, der sich in dem Zylinder- a bewegt und am offenen Kopf seitliche Zapfen c, c zur Anlenkung der gabelförmigen Kurbelstange d trägt. Diese Zapfen sind durch seitliche Schlitze r, r der verlängerten Zylinderwand hindurchgeführt. Die gabelförmige Kurbelstange d ist andrerseits an die Kurbel f der das Schwungrad p tragenden Welle angeschlossen.
Durch die Bewegung der Kurbel und des Schwungrades entsteht ein Luftzug, der eine Abwechslung der Luft in der Höhlung des Kolbens b zur Folge hat, wobei die Luft,
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In Fig. 2 ist angedeutet, dass in das Innere des Kolbens b ein als Verdränger wirkender Körper hineinragen kann, der feststehend, also z. B. am Kopf der verlängerten Zylinderwand befestigt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass der Verdränger h an einer durchbrochenen, auf die Zylinderwandung aufgeschraubten Deckelplatte i sitzt. Diese Platte ist in Fig. 3 in der Ansicht veranschaulicht. Durch die Löcher k der Platte i kann die Luft von aussen in den hohlen Kolben b eindringen, wobei der Verdrängerkörper 7t den Luftwechsel begünstigt und die Luft kräftig an die innere Kolbenwand heranführt.
Bewegt sich der Kolben b nach aussen, so wird durch den Verdränger li der grösste Teil der Luft aus dem Kolben nach aussen verdrängt, wogegen beim Innenhub des Kolbens wieder frische Luft von aussen angesaugt wird. Der Verdränger h wird zweckmässig, wie dargestellt, selbst auch hohl und nach aussen offen ausgebildet, um auch in sein Inneres Luft gelangen zu lassen.
In Fig. 4 ist eine Vierzylindermaschine dargestellt ; a1 bis a4 sind die vier hintereinander gescbaltei. c-n Zylinder mit den hohlen Kolben bl bis & '*. Die vier miteinander fest verbundenen Zylinder sind selbständig angeordnet, d. h. jeder Zylinder ist für sich aufgebaut, ohne als Doppelzylinder ausgebildet zu sein oder mit irgend einem seiner Glieder in ein Glied eines anderen Zylinders überzugehen. An jedem Kolben sitzen Zapfenpaare cl bis c4, die durch seitliche Schlitze der zugehörigen verlängerten Zylinder an ein durchgehendes Gestänge m angeschlossen
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die an der einzigen Kurbel f der Schwungradwelle angreift.
Die nichtgezeichnete Steuerung verteilt die einzelnen Takte auf die vier Zylinder.
Die einzelnen Zylinder sind paarweise derart entgegengesetzt angeordnet, dass der Arbeitshub einmal beim Hingang und das andere Mal beim Rückgang durch das Gestänge 1Il auf die
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der Auspuff, im Zylinder a3 die Verdichtung, im Zylinder a2 die Ausdehnung und im Zylinder al das Ansaugen beginnen.
In die vier Kolben ragen die vier Verdränger/ bis/ hinein, die an den durchbrochenen, auf die Zylinderverlängerungen aufgesetzten Platten il bis il befestigt sind. Durch Einschaltung von seitlich durchbrochenen Büchsen s zwischen die Zylinder al und a2 bzw. a3 und ist die Möglichkeit gegeben, dass die Luft hier an die Verdränger herantreten kann. Im übrigen ist auch zwischen die mit ihren geschlossenen Enden gegeneinandergekehrten Zylinder a2 und a3 eine seitlich durchbrochene Büchse eingeschaltet, damit hier die Luft an die Zylinderböden zu treten vermag. Es ist nämlich vorteilhaft, dass die Luft nicht nur das Innere der Kolben, sondern auch die äusseren Zylinderstirnwände möglichst vollständig bespült.
Die äusseren Seitenwände der Zylinder werden ohnehin von der Luft bestrichen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Luftkühlvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem oder mehreren hohlen, nach aussen offenen Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Kolben nicht nur seitlich aussen mit der Kurbel verbunden, sondern auch im übrigen derart im Innern frei von jedem Getriebe gehalten ist, dass die äussere Luft zwecks Kühlung unmittelbar und unbehindert an die gesamte Wand der Kolbenhöhlung herantreten kann.